L'eau – Son écosystème

Qu'est-ce qu'un écosystème aquatique?

Un écosystème aquatique est un ensemble d'organismes qui agissent réciproquement et dépendent donc les uns des autres et de leur milieu aquatique pour les éléments nutritifs qui s'y trouvent (p. ex., l'azote et le phosphore) et l'abri qu'il leur procure. Les lacs et les cours d'eau constituent des exemples courants des écosystèmes aquatiques, mais ceux-ci englobent également des zones, telles que des plaines d'inondation et des terres humides, qui sont inondées pendant toute l'année ou seulement certaines périodes de l'année. Des écosystèmes aquatiques apparemment hostiles peuvent maintenir la vie. Des algues et quelques espèces d'insectes vivent, par exemple, dans des sources thermales où la température de l'eau est près du point d'ébullition; des vers minuscules vivent à longueur d'année sur des champs de glace au Yukon; et de grandes populations de bactéries réussissent à vivre dans certaines eaux très polluées.

Même une goutte d'eau est un écosystème aquatique puisqu'elle contient des organismes vivants ou peut en assurer la survie. En fait, les écologistes étudient souvent, en laboratoire, des gouttes d'eau – prélevées dans des lacs et des cours d'eau – afin de comprendre le fonctionnement de ces écosystèmes de plus grande envergure.

Quelle diversité d'organismes retrouve-t-on dans les écosystèmes aquatiques?

Les écosystèmes aquatiques renferment habituellement une grande variété de formes de vie dont les suivantes : les bactéries, les champignons et les protozoaires; les organismes vivant dans le fond des cours d'eau comme les larves d'insectes, les escargots et les vers; les plantes et les animaux microscopiques vivant en suspension dans l'eau et connus sous le nom de plancton; les grosses plantes comme les quenouilles, les joncs, les parnassies et les roseaux; les poissons, les amphibiens, les reptiles et les oiseaux. Les virus font aussi partie intégrante de l'écologie microbienne des eaux naturelles, et l'on a récemment démontré qu'ils jouent un rôle important dans les cycles des éléments nutritifs et de l'énergie.

Les ensembles de ces organismes varient d'un écosystème à l'autre car les conditions d'habitat particulières à chacun d'eux tendent à influer sur la distribution des espèces. Ainsi, comparativement aux lacs, les eaux de nombreux cours d'eau sont riches en oxygène et leur écoulement est rapide. Les espèces adaptées à ces conditions particulières sont rares ou même inexistantes dans les eaux calmes des lacs et des étangs.

Quels types d'écosystèmes aquatiques d'eau douce retrouve-t-on au Canada?

Le Canada renferme beaucoup d'écosystèmes d'eau douce dont les lacs, les étangs, les cours d'eau, les fondrières des prairies et les terres humides.

Un lac est une masse d'eau entourée de terre et alimentée par les cours d'eau, les sources ou les précipitations locales. La vaste répartition géographique des lacs au Canada est principalement due à l'importance de la glaciation dans le passé.

Les lacs peuvent être classés d'après diverses caractéristiques, dont leur formation et leur condition chimique ou biologique. Une de ces classifications identifie deux types de lacs : oligotrophe et eutrophe. Les lacs oligotrophes sont caractérisés par une assez faible productivité et surtout peuplés de poissons de fond d'eau froide comme le touladi. Les lacs eutrophes, moins profonds et plus productifs que les précédents, sont surtout peuplés de poissons d'eau chaude comme le crapet de roche. Le Grand lac des Esclaves (T.N.-O.) et la majorité des lacs des Prairies constituent respectivement des exemples de ces deux types de lacs.

Les étangs sont des étendues d'eau calme qui sont plus petites et situées dans des perturbations naturelles telles que des cuvettes formées de pierre à chaux ou résultant de la construction de barrages par l'être humain ou le castor. Les étangs sont présents dans la plupart des régions, et on les retrouve soit pendant certaines saisons ou en permanence d'année en année.

Les cours d'eau (rivières et fleuves) sont des masses d'eau douce qui s'écoulent en permanence ou de façon saisonnière dans un chenal naturel et se jettent dans une autre masse d'eau comme un lac ou la mer. Les cours d'eau contiennent généralement plus d'oxygène que les lacs ou les étangs et tendent à abriter des organismes adaptés à l'eau vive (p. ex., la larve de simulie et le dard). Parmi les grands cours d'eau du Canada, on retrouve le Saint-Laurent, le Mackenzie, le Fraser, la rivière Athabasca, les rivières Saskatchewan Nord et Sud ainsi que la rivière Saint-Jean.

Certains cours d'eau se jettent dans les océans, les grandes étendues d'eau salée qui recouvrent 70 % de la superficie du globe. Les zones soumises à l'action des marées où l'eau salée se mêle à l'eau douce s'appellent les estuaires. Ces écosystèmes productifs, que l'on retrouve sur les côtes canadiennes, renferment des regroupements uniques d'organismes dont les étoiles de mer et les anémones de mer.

Comment fonctionne un écosystème?

L'énergie solaire est la force agissante d'un écosystème. Cette énergie lumineuse est captée par ses principaux producteurs (essentiellement les plantes vertes et les algues), puis transformée en énergie chimique (telle les hydrates de carbone) par un processus appelé la photosynthèse.

Les plantes utilisent alors cette énergie chimique pour remplir toute une série de fonctions dont la production de parties de plantes (feuilles, tiges et fleurs). Les matières brutes utilisées à cette fin sont les éléments nutritifs (p. ex., l'azote, le phosphore, l'oxygène et le calcium), des substances nécessaires à la croissance de toute espèce animale ou végétale.

Comme les animaux sont incapables de photosynthèse, ils doivent donc se nourrir de plantes, d'autres animaux ou de matières mortes pour obtenir l'énergie et les éléments nutritifs dont ils ont besoin. Dans les écosystèmes, le transfert d'énergie et d'éléments nutritifs des plantes aux animaux s'effectue par l'intermédiaire des chaînes alimentaires. Les principaux producteurs, soit les plantes vertes et les autres organismes capables de photosynthèse, constituent la première maille d'une chaîne alimentaire.

Les organismes herbivores (qui se nourrissent de plantes), connus comme les principaux consommateurs viennent ensuite dans la chaîne alimentaire. Ceux-ci sont à leur tour mangés par les consommateurs secondaires, soit les carnivores (qui se nourrissent de chair) ou les omnivores (qui s'alimentent à la fois de plantes et d'animaux). Les décomposeurs, tels que les bactéries et les champignons, forment le dernier élément de la chaîne alimentaire. Ils décomposent les matières et cellules mortes fournissant ainsi les éléments nutritifs à une nouvelle génération de producteurs.

Dans un écosystème, la plupart des organismes s'alimentent à plus d'une source (p. ex., les poissons se nourrissent aussi bien d'insectes que de plantes) et appartiennent ainsi à plus d'une chaîne alimentaire. Le recoupement des chaînes alimentaires qui en résulte crée les réseaux trophiques, des phénomènes complexes dont les éléments changent constamment.

Qu'elle est l'importance des substances toxiques dans le réseau trophique?

Les substances toxiques sont des substances qui peuvent nuire à l'environnement ou à la santé de l'être humain. La plupart d'entre elles sont synthétiques et comprennent les BPC (ou PCB), les pesticides, les dioxines et les furanes.

Certaines substances toxiques peuvent pénétrer dans un réseau trophique et être transférées à une autre chaîne alimentaire à l'intérieur de celui-ci. L'absorption de toute substance environnementale par un organisme s'appelle la bioaccumulation. Même si les éléments nutritifs soumis à ce processus sont habituellement convertis en protéines ou évacués par excrétion, de nombreux composés toxiques s'accumulent dans les tissus adipeux (les graisses) ou certains organes (p. ex., le foie) des animaux.

Lorsque d'autres organismes mangent ceux qui sont contaminés, les substances toxiques gravissent les échelons du réseau trophique et deviennent plus concentrées, atteignant parfois des concentrations nocives. On désigne ce processus par le terme bioamplification. Les espèces se trouvant à l'extrémité supérieure du réseau trophique, y compris l'être humain, sont souvent exposées à des concentrations de substances toxiques plus élevées que celles se trouvant à l'autre extrémité. Lorsque les substances toxiques atteignent des concentrations nocives, elles dénotent l'insalubrité de l'écosystème aquatique. 

Qu'entend-on par « un écosystème aquatique insalubre ou malsain »?

Les écosystèmes aquatiques sont sains lorsque les activités humaines n'ont pas nui au fonctionnement naturel (p. ex., le cycle des éléments nutritifs) ni modifié de façon appréciable la structure (p. ex., la composition des espèces) du système. Un écosystème aquatique est insalubre ou malsain lorsque l'équilibre de l'état naturel a été perturbé.

Ces perturbations peuvent être physiques (p. ex., l'apport d'eau anormalement chaude dans un cours d'eau), chimiques (p. ex., l'introduction de déchets toxiques à des concentrations nocives pour les organismes) ou biologiques (p. ex., l'introduction et la propagation d'espèces animales ou végétales non indigènes). Un écosystème est en piètre état lorsque se manifestent un ou plusieurs des symptômes suivants :

• La mort de certaines espèces.
• La prolifération accélérée de certains organismes. La prolifération d'algues due à une quantité excessive de phosphore et de composés d'azote dans l'eau (appelée l'eutrophisation) en constitue un exemple.
• L'incidence accrue de tumeurs et de difformités chez les animaux.
• Un changement des propriétés chimiques. La réduction du pH de l'eau causée par les pluies acides est peut-être l'un des plus importants changements enregistrés.
• La présence de certains organismes qui témoignent de conditions insalubres. Les bactéries coliformes, par exemple, indiquent que le système peut contenir des organismes capables de provoquer certains malaises ou maladies chez l'être humain tels que la diarrhée, la typhoïde et le choléra.
• La perte de la culture traditionnelle autochtone associée à l'écosystème.

De nombreux symptômes du mauvais état d'un écosystème surviennent simultanément. Par exemple, l'acidité accrue de l'eau d'un lac peut entraîner la mort de certaines espèces permettant ainsi la prolifération temporaire d'espèces supportant mieux l'acidité.

Pourquoi l'état des écosystèmes aquatiques revêt-il une importance pour l'être humain?

Puisque tous les êtres vivants font partie d'une même chaîne, un écosystème en déséquilibre aura nécessairement de graves répercussions sur l'être humain. Notre santé et un grand nombre de nos activités sont fonction de l'état des écosystèmes aquatiques. L'eau que l'on boit provient principalement de lacs ou de cours d'eau. Si le système du lac ou du cours d'eau est insalubre, l'eau qui s'y trouve sera peut-être impropre à la consommation ou inappropriée pour l'industrie, l'agriculture ou les loisirs, et ce, même après traitement. La piètre santé des écosystèmes aquatiques réduit les usages que l'on fait de ces systèmes. En voici quelques exemples :

• Des pêcheries commerciales dans les eaux intérieures et le long des côtes ont été fermées en raison de la contamination des poissons ou des mollusques et crustacés ou de la disparition d'une espèce importante du système.
• On a assisté à une augmentation rapide de la fermeture des plages en région urbaine à cause de la contamination des eaux par les fèces d'animaux et les déchets d'origine médicale.
• Les problèmes liés à la navigation de plaisance (nautisme) ont augmenté en raison de la multiplication rapide des plantes poussant dans le fond des cours d'eau.
• La prolifération d'espèces non indigènes a aussi engendré des problèmes comme celui de l'expansion rapide de la population des moules zébrées (ou Dreissena polymorpha) provenant des eaux de ballast d'un cargo européen et introduites récemment dans les Grands Lacs. Les moules zébrées ont peu d'ennemis naturels, et, comme la femelle peut pondre 30 000 oeufs par année, on s'attend qu'elles peupleront la plupart des eaux douces en Amérique du Nord. Cette espèce de mollusque bouche déjà les tuyaux de prise d'eau des stations d'épuration municipales et industrielles, recouvre les bateaux et les piliers et entraîne la fermeture de plages.

Peut-on restaurer un écosystème aquatique?

Peut-être, mais cela demande du temps et dépend de la nature de la perturbation. Les effets du dragage, par exemple, peuvent s'étendre sur une ou plusieurs années, mais nombre des organismes déplacés comme les poissons peuvent se rétablir d'eux-mêmes. Dans d'autres cas, des perturbations plus graves comme la construction de barrages peuvent entraîner l'extinction locale d'espèces déjà menacées. Il est peu probable que ces écosystèmes se rétablissent naturellement.

Il arrive souvent qu'on puisse avoir recours à des mécanismes en place pour favoriser la restauration d'un écosystème ou réduire au minimum les incidences néfastes entraînées par les activités humaines. Voici quelques-uns de ces mécanismes :

• Lois en matière d'environnement : Des lois comme la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (LCPE)  visent à protéger les Canadiens et le milieu aquatique contre l'exposition aux substances toxiques et contre les risques que représente l'utilisation de produits chimiques.
• Planification intégrée des ressources : Cette approche permet d'assurer que l'on étudie les liens qui existent entre l'utilisation des terres, l'aménagement du territoire, le débit des cours d'eau, la qualité de l'eau et les écosystèmes aquatiques avant de désigner les terres d'une région pour les destiner à certaines fins.
• Technologie : Les préoccupations environnementales et celles relatives à l'utilisation des eaux ont entraîné la mise en oeuvre de mesures visant à améliorer la qualité des rejets d'eaux résiduaires et à réduire à la fois les demandes d'eau et la charge des effluents.
• Surveillance environnementale : Grâce à la surveillance des produits chimiques dans l'eau, les sédiments et les organismes, il est plus facile d'identifier les problèmes que pourraient poser les écosystèmes et de localiser les problèmes existants.
• Mesures de compensation : Par exemple, une entreprise piscicole peut produire les alevins qu'un habitat perturbé ne peut plus fournir.

Qu'appelle-t-on les terres humides?

Les terres humides sont des terrains que les eaux de surface ou les eaux souterraines qui affleurent saturent suffisamment longtemps pour qu'y apparaisse une végétation hydrophile (graminées, quenouilles et carex) et des sols gleyifiés (mal drainés) ou tourbeux.

On compte cinq types fondamentaux de terres humides : les bogs, les fens, les marais d'eau salée et d'eau douce, les marécages et les étendues d'eau peu profonde.

Où trouve-t-on des terres humides au Canada?

Les terres humides représentent environ 14 % de la superficie terrestre du Canada. Auparavant, elles étaient largement réparties sur tout le territoire, mais elles sont récemment devenues de plus en plus rares dans les régions du pays qui ont été colonisées. Partout au Canada, les terres humides ont subi le contrecoup de l'exploitation des terres qui a entraîné la destruction de la couverture végétale, une suraccumulation d'éléments nutritifs et de substances toxiques, la sédimentation et une modification du débit. Ainsi, 68 % des terres humides qui existaient autrefois dans le sud de l'Ontario ont été converties à d'autres fins telles que l'agriculture et le logement. De même, la région des « fondrières » du sud-ouest du Manitoba ne garde plus qu'environ 25 % des terres humides qu'elle avait à l'origine. Dans le Nord toutefois, la plupart des terres humides demeurent intactes.

Quels genres d'animaux utilisent les terres humides?

Les terres humides sont importantes pour des espèces de nombreuses classes connues d'animaux tout comme pour des créatures moins bien connues.

Chaque goutte d'eau contient du zooplancton microscopique, un élément vital de la chaîne alimentaire. La surface de l'eau et le fond des terres humides sont couverts d'oeufs, de larves et de nymphes d'insectes. Des membres des familles de poissons, de batraciens et de reptiles dépendent tous de l'habitat que leur procurent les terres humides. Maintes espèces d'oiseaux et de mammifères utilisent beaucoup l'eau et les rives adjacentes. Ces espèces peuvent s'avérer économiquement importantes pour l'être humain ou lui servir d'indicateurs de la santé de l'environnement.

Comment les espèces fauniques utilisent-elles les terres humides?

La nourriture et l'abri constituent les besoins fondamentaux de la vie auxquels répondent les terres humides pour de nombreuses espèces d'animaux qui y vivent en permanence ou les visitent périodiquement. Presque chaque partie d'une terre humide, du fond jusqu'à la surface, est importante pour la faune d'une façon quelconque. Les grenouilles s'enterrent dans le substrat vaseux pour survivre pendant l'hiver, et certains insectes se servent des débris du fond pour former une couverture protectrice. Les poissons nagent et s'alimentent dans les terres humides, mangeant souvent les oeufs d'insectes qui ont été déposés dans l'eau. La végétation que l'on trouve dans les terres humides fournit à plusieurs espèces d'oiseaux les matériaux nécessaires à leur nidification et les structures requises pour leur survie en plus de constituer une source importante de nourriture pour les mammifères, même ceux aussi gros que l'orignal. De petits mammifères utilisent la végétation luxuriante au pourtour des terres humides pour s'abriter et se nourrir et ils servent eux-mêmes de nourriture aux oiseaux de proie. Chaque espèce a adopté sa façon propre d'utiliser la terre humide et la zone avoisinante.

D'où vient l'importance des terres humides?

Les terres humides constituent l'habitat d'élection d'un grand nombre d'espèces végétales et animales, et on y trouve le tiers des espèces que le Comité sur le statut des espèces menacées de disparition au Canada considère en danger, menacées d'extinction ou vulnérables. En effet, les terres humides constituent un véritable « laboratoire en plein air » qu'on peut utiliser pour l'éducation et la recherche scientifique, mais elles ajoutent aussi de la variété au paysage et offrent des grands espaces.

Les terres humides constituent l'un des écosystèmes les plus précieux et les plus productifs du Canada. En effet, elles génèrent de 5 à 10 milliards de dollars par année en revenus pour les Canadiens. Les terres humides ont maints usages : pêche commerciale et sportive, chasse à la sauvagine, piégeage, loisirs, exploitations minière et agricole, exploitation forestière des tourbières, purification de l'eau, évacuation des eaux souterraines et modification du niveau de pointe de crue. Jusqu'à 80 % de la sauvagine d'Amérique du Nord naît dans les terres humides des fondrières des prairies. En Alberta, par exemple, 204 espèces d'oiseaux, 16 espèces de mammifères et 61 espèces d'amphibiens et de reptiles dépendent des terres humides.

Comment peut-on protéger les terres humides restantes?

Par des programmes de conservation prévoyant la protection, l'amélioration et l'exploitation des ressources que recèlent les terres humides selon des principes qui garantiront les plus grands avantages sociaux, économiques et écologiques à long terme. On admet que certaines terres humides devraient être préservées et maintenues dans leur état naturel; d'autres cependant pourraient être exploitées activement en vue de permettre un usage soutenu de leurs ressources renouvelables, de la façon appropriée; d'autres encore devraient être aménagées pour leur valeur comme ressource non renouvelable.

Un programme important qui vise à protéger les terres humides restantes est le Plan nord-américain de gestion de la sauvagine (PNAGS). En 1986, les gouvernements du Canada et des États-Unis ont signé le PNAGS en réaction au brusque déclin des populations de sauvagine causé par la destruction de leurs habitats. Le Mexique s'est joint aux gouvernements en 1993.

Le PNAGS donne un aperçu de la portée du travail à l'échelle continentale et fournit des lignes directrices générales pour la gestion et la protection des habitats. De nombreux partenaires représentant divers intérêts (fonctionnaires des gouvernements fédéraux et provinciaux et de ceux des États, représentants d'organisations non gouvernementales et propriétaires terriens) collaborent à l'atteinte du but du PNAGS, soit de restaurer, de protéger et d'améliorer les habitats fauniques dans l'intérêt de la sauvagine, de la biodiversité et des êtres humains.

Pour recevoir un complément d'information sur le PNAGS, adressez-vous :

Plan nord-américain de gestion de la sauvagine 
Service canadien de la faune
Environnement Canada
Ottawa (Ontario)  K1A 0H3
Courriel : nabci@ec.gc.ca

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